TW201403706A

TW201403706A - 樣品支持器

Info

Publication number: TW201403706A
Application number: TW102111028A
Authority: TW
Inventors: Daisuke Imai; Tetsuya Saruwatari; Ken Mishina
Original assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-01-16
Also published as: JP2013245393A; CN103451628A; JP5817646B2; TWI466188B

Abstract

本發明提供一種樣品支持器，可改善在利用電漿化學氣相沈積法的成膜處理步驟中，形成在基板上的薄膜的膜厚分佈。本發明的樣品支持器是被儲存在電漿處理裝置中，且樣品支持器是被安裝在與呈梳齒狀配置的電極對向的位置；且樣品支持器具有搭載面，該搭載面沿著定義搭載處理對象的基板的搭載區域的垂直方向延伸，且搭載面的外緣的角部被進行C倒角或R倒角。

Description

樣品支持器

本發明是有關於一種搭載處理對象的基板、且儲存在電漿處理裝置中的樣品支持器(sample holder)。

在利用電漿化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法的成膜處理步驟中，搭載著成膜處理對象的基板的樣品支持器儲存在電漿CVD成膜裝置中。而且，通過藉助放電使原料氣體電漿化，而將所需的薄膜形成在基板表面。此時，擔心因搭載基板的樣品支持器的角(corner)部的放電集中而產生異常放電。

為防止因該異常放電而損傷電漿CVD成膜裝置的電極等以致處理停止，而提出了防止在樣品支持器的角部的異常放電的方法(例如，參照專利文獻1)。

[背景技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2002-373888號公報

因樣品支持器的角部的放電集中，而產生如下問題：形成在基板的靠近樣品支持器的角部的區域的薄膜的膜厚變厚，基板上的膜厚分佈的寬度變大。其結果是，產品的特性劣化，製造良率降低。

本發明是有鑑於所述問題而完成的，其目的在於提供一種樣品支持器，可改善在利用電漿CVD法的成膜處理步驟中、形成在基板上的薄膜的膜厚分佈。

根據本發明的一形態，提供如下樣品支持器：所述樣品支持器被儲存在電漿處理裝置中，且所述樣品支持器被安裝在與呈梳齒狀配置的電極對向的位置；且所述樣品支持器具有搭載面，所述搭載面是：沿著定義搭載處理對象的基板的搭載區域的垂直方向延伸，且搭載面的外緣的角部被進行C倒角或R倒角。

根據本發明，可提供一種樣品支持器，可改善在利用電漿CVD法的成膜處理步驟中、形成在基板上的薄膜的膜厚分佈。

1‧‧‧基板

10‧‧‧成膜裝置

11、11A‧‧‧樣品支持器

12‧‧‧陰極電極

13‧‧‧氣體供給裝置

14‧‧‧交流電源

15‧‧‧排氣裝置

20‧‧‧腔室

100‧‧‧原料氣體

101‧‧‧固定板

110‧‧‧搭載面

111‧‧‧搭載區域

A‧‧‧角部

t‧‧‧長度

r‧‧‧半徑

圖1是表示本發明的實施方式的樣品支持器的構成的示意立體圖。

圖2是表示本發明的實施方式的樣品支持器的其他構成的示意立體圖。

圖3是圖1所示的樣品支持器的側視圖。

圖4是圖2所示的樣品支持器的側視圖。

圖5是表示本發明的實施方式的樣品支持器具有多個搭載面的例子的示意圖。

圖6是用以說明利用使用了圖5所示的樣品支持器的電漿CVD成膜裝置的成膜處理的示意圖。

圖7是表示比較例的樣品支持器的構成的示意圖。

圖8是表示圖7所示的樣品支持器的成膜處理步驟後的狀態的照片。

圖9是表示本發明的實施方式的樣品支持器的成膜處理步驟後的狀態的照片。

參照圖式，對本發明的實施方式進行說明。在以下圖式的記載中，對於相同或類似的部分，附注相同或類似的符號。然而，應注意圖式是示意性的。另外，以下所示的實施方式例示用以將本發明的技術思想具體化的裝置或方法，本發明的實施方式並非將構成零件的構造、配置等特定於下述。本發明的實施方式可在請求項的範圍內加以各種變更。

本發明的實施方式的樣品支持器11是搭載處理對象的基板且儲存在電漿處理裝置中的樣品支持器，且如圖1及圖2所示，樣品支持器11具有：搭載面110，該搭載面110沿著定義搭載基板的搭載區域111的垂直方向延伸，並且，以圓圈包圍來表示的搭載面110的外緣的角部(以下，稱為「角部A」)是被倒角。圖1是搭載面110的角部A被進行C倒角的例子。另一方面，圖2是搭載面110的角部A被進行R倒角的例子。此外，圖1及圖2是表示在1個搭載面110上定義了3個搭載區域111的例子，但在1個搭載面110上所定義的搭載區域111的個數並不限於3個，例如也可在1個搭載面110上定義1個搭載區域111。

圖3中表示：搭載著基板1的搭載面110的上部端面的兩側的角部A被進行C倒角的具體例。圖3所示的角部A是：在從構成角部A且鄰接的兩邊的延長線的交點算起長度t而被進行C倒角。

圖4中表示：搭載著基板1的搭載面110的上部端面的兩側的角部A被進行R倒角的具體例。圖4所示的角部A是：以描繪半徑r的圓弧的方式而被進行R倒角。

此外，也可排列多個搭載基板1的樣品支持器11而構成1個樣品支持器。例如，也可採用如圖5所示般，沿著搭載面110的面法線方向並列地排列多個樣品支持器11而成的船型(boat type)的樣品支持器。樣品支持器11各自的底部是由固定板101而固定。通過船型的樣品支持器，而可增加可在1次成膜處理步驟中處理的基板1的片數，結果是，可縮短整體的處理時間。

例如，如圖6所示，樣品支持器11是在搭載著成膜處理對象的基板1的狀態下，被儲存在電漿CVD成膜裝置10中。在圖6所示的例子中，樣品支持器11被用作陽極(anode)電極。電漿CVD成膜裝置10包括：腔室20；陰極電極12，具有在腔室20內以分別與搭載面110對向的方式而配置的多個陰極面；及交流電源14，對樣品支持器11與陰極電極12間供給交流電力，從而使原料氣體100在樣品支持器11與陰極電極12間為電漿狀態。也就是說，樣品支持器11儲存在電漿處理裝置中，且安裝在與呈梳齒狀配置的電極對向的位置。

在電漿CVD成膜裝置10中，將成膜用原料氣體100從氣體供給裝置13導入至腔室20內。導入原料氣體100後，通過排氣裝置15而調整腔室20內的壓力。在將腔室20內的原料氣體100的壓力調整為規定的氣壓後，通過交流電源14而將規定的交流電力供給至陰極電極12與樣品支持器11之間。由此，腔室20內的原料氣體100被電漿化。通過將基板1暴露在所形成的電漿中，原料氣體100中所含的原料為主要成分的所希望的薄膜被形成在基板1的露出的表面。

在電漿CVD成膜裝置10中，通過適當選擇原料氣體，而可將矽半導體薄膜、氮化矽薄膜、氧化矽薄膜、氮氧化矽薄膜、碳薄膜等所希望的薄膜形成在基板1上。例如，在基板1是太陽電池的情況下，可使用氨(NH₃)氣體與矽烷(SiH₄)氣體的混合氣體，在基板1上形成氮化矽(SiN)膜來作為抗反射膜或絕緣膜。

通過將樣品支持器11的搭載面110的角部A進行倒角，而可緩和在利用電漿CVD法的成膜處理步驟中、在搭載面110的角部A的放電集中。其結果是，可抑制因在角部A的放電集中而引起的膜厚分佈的異常，從而改善形成在基板1上的薄膜的膜厚分佈。

將使用例如如圖7所示的未將角部A進行倒角的樣品支持器11A進行成膜處理的結果，表示於圖8中。如圖8所示，在樣品支持器11A的搭載面110的角部A，以可看到發白的方式厚厚地堆積著薄膜。另一方面，在使用將角部A經R倒角的樣品支持器11進行成膜處理的情況下，如圖9所示，樣品支持器11的搭載面110的角部A與其他區域在外觀上並無差異，因而確認到：堆積的膜的膜厚在搭載面110的表面一致。另外，在將角部A經C倒角的樣品支持器11中，也確認到獲得相同的效果。

關於形成在基板1上的薄膜的膜厚，在將(最大值-最小值)/(最大值+最小值)的值作為膜厚分佈的不均而進行管理的情況下，例如以3%為上限。在使用圖7所示的樣品支持器11A進行成膜處理的情況下，成膜於基板1上的薄膜的不均為5%左右。另一方面，在使用將角部A經倒角的樣品支持器11進行成膜處理的情況下，成膜於基板1上的薄膜的不均為3%以內，良好的情況下為1%以下。此外，在基板1上形成膜厚80 nm的SiNx膜。

就樣品支持器11的材料而言，可採用鋁(Al)或不銹鋼(SUS)等，但考慮到存在成膜處理於例如450℃以上的高溫下進行的情況等，而優選使用碳材。或者，也可將導電性陶瓷用於樣品支持器11。

如以上所說明，根據本發明的實施方式的樣品支持器11，通過將搭載面110的角部A進行倒角，而可緩和電漿產生時的放電集中。這是由於弄清了：在物理的存在尖銳的部分的情況下，產生基於電暈(corona)放電的放電集中，但通過使用本發明的實施方式的構造，而可避免放電集中。其結果是，可提供一種可改善形成在基板1上的薄膜的膜厚分佈的樣品支持器11。

此外，根據本發明者等人的調查，確認到：在例如搭載面110的面積是200 mm×200 mm、膜厚是2 mm的樣品支持器11中，在進行C倒角的長度t是1 mm~3 mm的情況、及進行R倒角的半徑r是1 mm~5 mm的情況下，獲得緩和搭載面110的角部A的放電集中的效果。此外，在角部A的倒角中，通過不僅對搭載面110的外緣的邊所延伸的方向進行倒角、而且對厚度方向進行倒角，可使角部A無尖銳部。因此，各角的頂點部成為光滑的球面狀。對於未搭載基板1的面，無需進行倒角。

(其他實施方式)

如上所述，本發明由實施方式所記載，但並不應理解為構成該揭示的一部分的論述及圖式是限定本發明的。根據該揭示，對於本領域技術人員而言，可明確各種代替實施方式、實施例及運用技術。

在已敘述的實施方式的說明中，對於將樣品支持器11用於利用電漿CVD成膜裝置的成膜處理中的情況進行了說明。然而，通過將樣品支持器11用於電漿蝕刻(plasma etching)裝置或電漿灰化(plasma ashing)裝置等的電漿處理裝置中，可抑制因在搭載面110的角部A進行放電集中而引起的對處理步驟的不良影響。

這樣一來，本發明當然包含未於此記載的各種實施方式等。因此，根據所述說明，本發明的技術範圍僅由妥當的請求項的發明特定事項規定。

11‧‧‧樣品支持器

110‧‧‧搭載面

111‧‧‧搭載區域

A‧‧‧角部

Claims

一種樣品支持器，所述樣品支持器被儲存在電漿處理裝置中，且所述樣品支持器被安裝在與呈梳齒狀配置的電極對向的位置，所述樣品支持器的特徵在於：所述樣品支持器具有搭載面，所述搭載面定義搭載處理對象的基板的搭載區域，且所述搭載面的外緣的角部被進行C倒角或R倒角。
如申請專利範圍第1項所述的樣品支持器，其中：所述角部是：在從構成所述角部且鄰接的兩邊的延長線的交點算起1 mm~3 mm的長度被進行C倒角。
如申請專利範圍第1項所述的樣品支持器，其中：所述角部是：以描繪半徑為1 mm~5 mm的圓弧的方式被進行R倒角。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的樣品支持器，其中：在所述搭載面定義著多個所述搭載區域。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的樣品支持器，其中：所述樣品支持器包含碳。
如申請專利範圍第4項所述的樣品支持器，其中：所述樣品支持器包含碳。